工程光学教学方法的探索.PDFVIP

工程光学教学方法的探索 工程光学教学方法的探索 于斌 林子扬 田劲东 深圳大学光电工程学院 2011年9月7日 内容提要 内容提要  工程光学教学面临的主要问题  教学内容  教学方法和手段  结语 工程光学教学面临的主要问题 工程光学教学面临的主要问题  深圳大学光电工程学院三个本科专业：  测控技术与仪器  光电信息工程  光电子技术科学  《工程光学》设置为专业基础必修课  教材：郁道银、谈恒英主编《工程光学》机械工业出版社 工程光学教学面临的主要问题 工程光学教学面临的主要问题  课程内容  课程知识涵盖面广泛，涉及几何光学和物理光学两部 分；  “三多” ：概念多，公式多，光路图多；  课时少（108学时，几何光学54 （36+18 ），物 理光学54 （36+18 ）  教学学期：大二第一（几何光学）、第二学期 （物理光学）  课堂教学与实际应用联系不紧密 工程光学教学面临的主要问题 工程光学教学面临的主要问题  工程光学既承接大学物理中的光学内容,又是 后续相关光学课程的基础,因此对于教学内容 的选择以及教学方法和教学手段的运用等问 题,是任课教师必须首先考虑的。 教学内容 教学内容  几何光学部分：  理论：几何光学基本定律与成像概念，理想光学 系统，平面与平面系统，光学系统中的光阑与光 束限制，光度学和色度学基础，光线的光路计算 及像差理论，典型光学系统  实验：光学实验主要仪器光路调整与技巧，平行 光管实验，像差实验，望远系统的搭建与参数测 量，显微系统搭建与光学系统分辨率检测 教学内容 教学内容  物理光学部分：  理论：光的电磁理论基础，光的干涉和干涉系 统， 光的衍射，傅里叶光学， 光的偏振和晶体 光学基础  实验：自组麦克尔逊干涉仪观察干涉现象实验， 马赫- 曾德干涉仪实验，菲涅耳衍射和夫琅和费 衍射实验，阿贝成像原理和空间滤波实验，马吕 斯定律及其验证方法 教学方法和手段 教学方法和手段  辅助手段的应用  光学设计软件ZEMAX ：光学组件设计与照明系统分析，也可建立 反射，折射，衍射等光学模型等。  计算机软件MATLAB：主要面对科学计算、可视化以及交互式程 序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据 可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在 一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进 行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并 在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、 Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水 平。  网络、多媒体等现代教学手段融入其中。 教学方法和手段 教学方法和手段  辅助手段的应用  例如在讲近轴光线的光路计算、双光束干涉、菲 涅耳和夫琅和费衍射、偏振的矩阵表示等都可利 用Matlab编写一些简单程序进行模拟，给出更为 直观的结果（如单缝的衍射，从近场到远场衍射 图